JPH07158402A - Moving blade for turbomachinery - Google Patents
Moving blade for turbomachineryInfo
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- JPH07158402A JPH07158402A JP31027793A JP31027793A JPH07158402A JP H07158402 A JPH07158402 A JP H07158402A JP 31027793 A JP31027793 A JP 31027793A JP 31027793 A JP31027793 A JP 31027793A JP H07158402 A JPH07158402 A JP H07158402A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、蒸気タービンの動翼、
ガスタービンの動翼など湿り雰囲気で作動するターボ機
械の動翼に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a steam turbine rotor blade,
The present invention relates to a rotor blade of a turbomachine that operates in a moist atmosphere such as a rotor blade of a gas turbine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３は湿り雰囲気で作動する従来の蒸気
タービンの動翼の説明図である。図において、湿り雰囲
気で作動する従来の蒸気タービンの動翼などにおいて
は、動翼１先端のドレンによるエロージョンが起き易い
前縁側にステライト材などによる硬度の高いストリップ
２を銀ろう付けするなどして動翼１をドレンによるエロ
ージョンから保護している。2. Description of the Related Art FIG. 3 is an explanatory view of a moving blade of a conventional steam turbine which operates in a humid atmosphere. In the drawing, in a conventional steam turbine rotor blade or the like that operates in a humid atmosphere, a strip 2 of high hardness made of stellite or the like is brazed with silver on the leading edge side where erosion due to drainage at the tip of the rotor blade 1 is likely to occur. Protects the rotor blade 1 from drain erosion.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記のように湿り雰囲
気で作動する従来の蒸気タービンの動翼などにおいて
は、ドレンによるエロージョンを防止するために動翼１
先端の前縁側にステライト材などによる硬度の高いスト
リップ２を銀ろう付けするなどしているが、ステライト
材の硬度が高くてもエロージョン防止に絶対に有効な手
段ではなく、場合によっては摩耗が進行して動翼１の交
換に至ることがある。また、ステライト材を貼り付ける
ためには動翼１の側面に溝加工を施してからストリップ
２を銀ろう付けするなど、繁雑な工程を必要としてい
る。As described above, in a conventional steam turbine rotor blade or the like which operates in a moist atmosphere, the rotor blade 1 is used to prevent erosion due to drainage.
A high hardness strip 2 made of stellite or the like is silver brazed to the front edge of the tip, but even if the stellite material has high hardness, it is not an effective means for preventing erosion, and in some cases wear progresses. Then, the rotor blade 1 may be replaced. Further, in order to attach the stellite material, a complicated process such as performing groove processing on the side surface of the moving blade 1 and then brazing the strip 2 with silver is required.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明に係るターボ機械
の動翼は上記課題の解決を目的にしており、動翼先端の
前縁に動翼の長さ方向に複数条刻設された保液用の溝
と、動翼先端に装着され上記溝内に形成される液膜を保
持する棚とを備えた構成を特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION A rotor blade of a turbomachine according to the present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and a plurality of blades are formed on the leading edge of the blade tip in the lengthwise direction of the rotor blade. The present invention is characterized in that it is provided with a groove for liquid and a shelf that is attached to the tip of the moving blade and holds a liquid film formed in the groove.
【０００５】また、本発明に係るターボ機械の動翼にお
いては、動翼先端の前縁に動翼の長さ方向に複数条刻設
され動翼先端側が内側へ凹条に傾斜して形成された保液
用の溝を備えた構成を特徴とする。Further, in the rotor blade of the turbomachine according to the present invention, a plurality of ridges are formed in the front edge of the rotor blade in the lengthwise direction of the rotor blade, and the rotor blade tip side is formed to incline inwardly into a concave groove. It is characterized by having a groove for retaining liquid.
【０００６】[0006]
【作用】即ち、本発明に係るターボ機械の動翼において
は、動翼先端の前縁に保液用の溝が動翼の長さ方向に複
数条刻設され溝内に形成される液膜が動翼先端に装着さ
れた棚により保持されるようになっており、動翼に飛来
するドレンの水滴を溝で捉えて液膜を形成させるととも
に液膜が動翼の回転による遠心力で吹き飛ぼうとするの
を棚で離さないように保持することにより液膜が飛来す
るドレンの水滴に対するダンパとして作用し水滴の衝撃
力を緩和する。That is, in the rotor blade of the turbomachine according to the present invention, a liquid film formed in the groove by forming a plurality of liquid retaining grooves in the front edge of the rotor blade in the length direction of the rotor blade. Is held by a shelf attached to the tip of the rotor blade.The water droplets of the drain that fly to the rotor blade are caught by the grooves to form a liquid film, and the liquid film is blown by the centrifugal force due to the rotation of the rotor blade. By holding the shelves so that they do not fly away, the liquid film acts as a damper against the water droplets of the drained water droplets, mitigating the impact force of the water droplets.
【０００７】また、本発明に係るターボ機械の動翼にお
いては、動翼先端の前縁に動翼先端側が内側へ凹状に傾
斜して形成された保液用の溝が動翼の長さ方向に複数条
刻設されており、エロージョンが発生し易い動翼先端の
前縁に溝を設けて積極的に液膜を形成するとともに凹条
に形成された溝の動翼先端側で液膜を保持することによ
り液膜が動翼に飛来するドレンの水滴に対するダンパと
して作用し水滴の衝撃力を緩和する。Further, in the rotor blade of the turbomachine according to the present invention, the liquid retaining groove formed at the leading edge of the rotor blade with the blade tip side inwardly concavely inclined is formed in the blade length direction. A groove is formed on the front edge of the blade tip where erosion is likely to occur and a liquid film is positively formed, and a liquid film is formed on the blade tip side of the groove formed in the groove. By holding it, the liquid film acts as a damper for the water droplets of the drain flying to the moving blade, and the impact force of the water droplets is relaxed.
【０００８】[0008]
【実施例】図１は本発明の一実施例に係る蒸気タービン
の動翼の説明図である。図において、本実施例に係る蒸
気タービンの動翼は湿り雰囲気で作動するもので、ドレ
ンによるエロージョンを防止するため、図に示すように
動翼１先端のドレンによるエロージョンが起き易い前縁
側の母材、或いはステライト片に溝３が刻設されてお
り、蒸気タービンの運転時に動翼１に衝突するドレンの
水滴を溝３で捉え、液膜層を形成させる。そして、この
液膜層が水滴の衝撃力を吸収して動翼１の摩耗を減少さ
せるようになっている。さらに、この液膜層の保持を良
くするため、動翼１先端に棚４が設けられており、形成
された液膜が飛散するのを抑えるようになっている。1 is an explanatory view of a moving blade of a steam turbine according to an embodiment of the present invention. In the figure, the moving blade of the steam turbine according to the present embodiment operates in a moist atmosphere, and in order to prevent erosion due to drainage, as shown in the figure, the mother on the leading edge side where erosion due to drainage at the tip of the moving blade 1 easily occurs. Grooves 3 are engraved on the material or stellite piece, and the water droplets of the drain that collide with the moving blade 1 during operation of the steam turbine are caught by the grooves 3 to form a liquid film layer. Then, this liquid film layer absorbs the impact force of water droplets and reduces the wear of the moving blade 1. Further, in order to improve the retention of the liquid film layer, a shelf 4 is provided at the tip of the moving blade 1 to prevent the formed liquid film from scattering.
【０００９】湿り雰囲気で作動する従来の蒸気タービン
の動翼などにおいては、ドレンによ４エロージョンを防
止するために動翼先端の前縁側にステライト材などによ
る硬度の高いストリップを銀ろう付けするなどしている
が、ステライト材の硬度が高くてもエロージョン防止に
絶対に有効な手段ではなく、場合によっては摩耗が進行
して動翼の交換に至ることがある。また、ステライト材
を貼り付けるためには動翼１の側面に溝加工を施してか
らストリップを銀ろう付けするなど、繁雑な工程を必要
としている。また、このようなエロージョン防止方法で
は動翼に飛来するドレンの水滴がステライト材に当たっ
てもストリップの表面が滑らかである限り水滴は液膜層
とならずに飛び去っていく。このため、ステライト材の
表面に大きな衝撃を直接に受けて終いには動翼表面の摩
耗が始まるのであるが、本蒸気タービンの動翼において
は動翼１先端のドレンによるエロージョンが起き易い前
縁側に動翼１の長さ方向に溝３を刻設するとともに動翼
１先端に棚４を設けたことにより、飛来するドレンの水
滴を捉えて液膜層を形成させることができ、また遠心力
で吹き飛ぼうとするこの液膜層を離さずに保持すること
ができる。このように、蒸気タービンの動翼のうち湿り
域に設けられている動翼１先端の前縁側に溝３を刻設し
て溝３に溜まったドレンの水滴により液膜層を形成させ
て飛来する水滴に対してダンパの役目を果たさせるとと
もに、この液膜層の保持効果をよくするために動翼１先
端に液膜層の飛散を防ぐ棚４を設けた構造をしている
が、従来この液膜層によるドレンの水滴に対するダンパ
効果は図３（ｃ）に示すようにドレンによるエロージョ
ンが或る摩耗量ΔＧまで進むと飽和して進まない原因と
して知られており、本蒸気タービンの動翼はこのダンパ
効果を積極的に利用してエロージョンの防止手段とする
もので、動翼１先端に設けた棚４によりこの液膜層の保
持効果を増加させることができ、この液膜層に動翼１に
飛来するドレンの水滴に対するダンパの役割を維持させ
てドレンによるエロージョンを低減させることができ
る。また、この溝３は例えば特公昭５５−４８１６５号
公報に記載のボックス形状の溝などに比べて加工が容易
である長所を有している。In a conventional steam turbine rotor blade or the like which operates in a humid atmosphere, a high hardness strip made of stellite or the like is brazed with silver on the leading edge side of the rotor blade to prevent 4 erosion due to drainage. However, even if the hardness of the stellite material is high, it is not an absolutely effective means for preventing erosion, and in some cases, wear may progress and the moving blade may be replaced. Further, in order to attach the stellite material, a complicated process such as grooving the side surface of the moving blade 1 and then silver brazing the strip is required. Further, in such an erosion prevention method, even if the water droplets of the drain flying to the moving blade hit the stellite material, the water droplets fly away without forming a liquid film layer as long as the surface of the strip is smooth. Therefore, the surface of the stellite material is directly subjected to a large impact, and the blade surface begins to wear at the end. However, in the blade of this steam turbine, erosion due to the drain of the tip of the blade 1 is likely to occur. By forming the groove 3 in the length direction of the moving blade 1 on the edge side and providing the shelf 4 at the tip of the moving blade 1, it is possible to catch the water droplets of the flying drain and form the liquid film layer, and also to centrifuge. This liquid film layer that is about to be blown off by force can be held without being released. In this way, among the moving blades of the steam turbine, the groove 3 is engraved on the front edge side of the tip of the moving blade 1 provided in the wet region, and the liquid film layer is formed by the water droplets of the drain accumulated in the groove 3 and fly. A shelf 4 for preventing the liquid film layer from scattering is provided at the tip of the moving blade 1 in order to serve as a damper against the water droplets that are generated and to improve the holding effect of the liquid film layer. Conventionally, the damper effect of the liquid film layer on the water droplets of the drain is known as a cause of the erosion due to the drain not being saturated and reaching the certain wear amount ΔG as shown in FIG. 3C. The rotor blade positively uses this damper effect as a means for preventing erosion, and the shelf 4 provided at the tip of the rotor blade 1 can increase the holding effect of this liquid film layer. Against the water droplets of the drain flying to the rotor blade 1 To maintain the role of the damper can be reduced erosion by drained. Further, the groove 3 has an advantage that it can be easily processed as compared with, for example, a box-shaped groove described in JP-B-55-48165.
【００１０】図２は本発明の他の実施例に係る蒸気ター
ビンの動翼の説明図である。図において、本実施例に係
る蒸気タービンの動翼は湿り雰囲気で作動するもので、
ドレンによるエロージョンの発生原因となるドレンの水
滴が動翼１０に衝突する衝撃力を緩和して動翼１０のエ
ロージョンを防止するため、図に示すように蒸気タービ
ンの低圧最終段の動翼１０先端のドレンによるエロージ
ョンが起き易い前縁側に溝６０が刻設されている。この
溝６０は同図（ａ）に示すように動翼１０の長さ方向に
向けて刻設されているとともに、同図（ｂ）に示すよう
に動翼１０先端側の端部６５が動翼１０表面に対して動
翼１０先端方向へ傾斜させて凹状に設けられている。こ
の溝６０は動翼１０長さ方向に数段に分割して設けられ
ている。FIG. 2 is an explanatory view of a moving blade of a steam turbine according to another embodiment of the present invention. In the figure, the moving blades of the steam turbine according to the present embodiment operate in a moist atmosphere,
In order to prevent the erosion of the moving blade 10 by mitigating the impact force of the water droplets of the drain, which causes the erosion due to the drain, to collide with the moving blade 10, the tip of the moving blade 10 of the low pressure final stage of the steam turbine is shown in the figure. A groove 60 is engraved on the front edge side where erosion due to the drain easily occurs. The groove 60 is engraved in the length direction of the moving blade 10 as shown in FIG. 7A, and the end portion 65 on the tip side of the moving blade 10 moves as shown in FIG. It is provided in a concave shape by inclining toward the tip of the moving blade 10 with respect to the surface of the blade 10. The groove 60 is divided into several stages in the lengthwise direction of the moving blade 10.
【００１１】大容量の蒸気タービンの動翼の場合、低圧
最終段の動翼先端における周速度が７００ｍ／sec を超
えるものもあり、その高速で回転している動翼にドレン
の水滴が当たるため、主として動翼先端の前縁側にエロ
ージョンが発生し易い。このため、従来の蒸気タービン
の動翼においてはエロージョンの発生が懸念される部分
に例えばステライトのような耐エロージョン性材料をエ
ロージョンシールド材として銀ろう付けするなどの防止
策が行われている。また、例えば動翼材がチタンである
場合などは、エロージョンシールド材としてＴｉ−１５
Ｍｏ−５Ｚｒ材などのβ合金を肉盛りする場合もある。
これらの防止策は単に材料の耐エロージョン性によって
のみ、その部分におけるエロージョンが軽減されるだけ
で、エロージョンの発生原因となる水滴の衝突による衝
撃力を緩和するような積極的な対策は施されていないの
で材料疲労の問題が残るとともに、極めて高価な材料を
使用するために、また加工に時間を要するために経済的
にも不利であるが、本蒸気タービンの動翼は動翼１０先
端のドレンによるエロージョンが起き易い前縁側に衝突
する水滴を保持し易い形状の溝６０が設けられている。
蒸気タービンの動翼に発生するエロージョンは時間とと
もに図３（ｃ）に示すように変化することが経験的に明
らかになっている。即ち、エロージョンによる動翼材の
摩耗量ΔＧはエロージョンによる減肉の深さにも対応
し、蒸気タービンの運転開始から或る程度の時間が経過
した時点から急激に増大する期間があり、その後は摩耗
量ΔＧが飽和していく傾向がある。この摩耗量ΔＧが飽
和していく原因の一つとして動翼のエロージョンにより
凹凸状になった部位に水滴が溜まり、溜まった水滴がダ
ンパの作用をして水滴の衝突で発生する衝撃力を緩和す
る効果があるためと考えられている。従って、本動翼１
０においてはエロージョンが発生し易い部位に溝６０を
刻設して積極的に液膜層を形成して保持することによ
り、ドレンの衝突による衝撃力が緩和されて動翼１０の
エロージョンが防止される。In the case of a large-capacity steam turbine rotor blade, the peripheral velocity at the tip of the rotor blade in the low-pressure final stage may exceed 700 m / sec, and water droplets from the drain hit the rotor blade rotating at high speed. Erosion is likely to occur mainly on the leading edge side of the blade tip. For this reason, in conventional moving blades of steam turbines, erosion-resistant materials such as stellite are silver brazed as erosion shield materials at portions where erosion is feared. Also, for example, when the blade material is titanium, Ti-15 is used as the erosion shield material.
A β alloy such as a Mo-5Zr material may be overlaid in some cases.
These preventive measures are not limited to the erosion resistance of the material, but only to reduce the erosion in that part, and to take active measures to reduce the impact force due to the collision of water droplets that causes erosion. Since the problem of material fatigue remains, it is economically disadvantageous because an extremely expensive material is used and it takes time to process, but the moving blade of this steam turbine has a drain at the tip of the moving blade 10. A groove 60 having a shape capable of easily holding a water droplet that collides with the front edge side is provided.
It has been empirically revealed that the erosion generated in the moving blades of the steam turbine changes with time as shown in FIG. That is, the amount of wear ΔG of the blade material due to erosion corresponds to the depth of wall thinning due to erosion, and there is a period during which there is a sharp increase after a certain time has elapsed from the start of operation of the steam turbine, and thereafter. The wear amount ΔG tends to be saturated. As one of the causes of saturation of this wear amount ΔG, water droplets are accumulated on the uneven portion due to the erosion of the moving blade, and the accumulated water droplets act as a damper to mitigate the impact force generated by the collision of water droplets. It is thought to be due to the effect of Therefore, the main blade 1
At 0, the groove 60 is engraved at a portion where erosion is likely to occur to positively form and hold the liquid film layer, so that the impact force due to the collision of the drain is alleviated and the erosion of the moving blade 10 is prevented. It
【００１２】[0012]
【発明の効果】本発明に係るターボ機械の動翼は前記の
ように構成されており、液膜が動翼に飛来する水滴の衝
撃力を緩和するので、ドレンによる動翼のエロージョン
が低減する。The rotor blade of the turbomachine according to the present invention is constructed as described above, and since the liquid film absorbs the impact force of water droplets flying on the rotor blade, erosion of the rotor blade due to drainage is reduced. .
【図１】図１（ａ）は本発明の一実施例に係る蒸気ター
ビンの動翼の斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）における
Ｂ−Ｂ矢視断面図である。FIG. 1 (a) is a perspective view of a moving blade of a steam turbine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (b) is a sectional view taken along the line BB in FIG. 1 (a).
【図２】図２（ａ）は本発明の他の実施例に係る蒸気タ
ービンの動翼の斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけ
るＢ−Ｂ矢視断面図、同図（ｃ）はＣ−Ｃ矢視断面図で
ある。2 (a) is a perspective view of a moving blade of a steam turbine according to another embodiment of the present invention, FIG. 2 (b) is a sectional view taken along the line BB in FIG. 2 (a), and FIG. (C) is CC sectional view taken on the line in the arrow.
【図３】図３（ａ），（ｂ）は従来の蒸気タービンの動
翼の斜視図、同図（ｃ）、（ｄ）はその作用説明図であ
る。3 (a) and 3 (b) are perspective views of a moving blade of a conventional steam turbine, and FIGS. 3 (c) and 3 (d) are explanatory views of its operation.
１ 動翼 ３ 溝 ４ 棚 １０ 動翼 ６０ 溝 ６５ 動翼先端側の溝端 1 Moving Blade 3 Groove 4 Shelf 10 Moving Blade 60 Groove 65 Groove End on Moving Blade Tip Side
Claims (2)
条刻設された保液用の溝と、動翼先端に装着され上記溝
内に形成される液膜を保持する棚とを備えたことを特徴
とするターボ機械の動翼。1. A liquid-retaining groove formed on the front edge of the moving blade in the lengthwise direction of the moving blade, and a liquid film formed in the groove, which is attached to the moving blade tip. A blade of a turbomachine characterized by having a shelf.
条刻設され動翼先端側が内側へ凹状に傾斜して形成され
た保液用の溝を備えたことを特徴とするターボ機械の動
翼。2. A liquid retaining groove formed in the front edge of the blade tip in a plurality of lines in the lengthwise direction of the blade and having a blade tip side inclined inward in a concave shape. The blade of a turbo machine that
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31027793A JPH07158402A (en) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | Moving blade for turbomachinery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31027793A JPH07158402A (en) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | Moving blade for turbomachinery |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07158402A true JPH07158402A (en) | 1995-06-20 |
Family
ID=18003302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31027793A Withdrawn JPH07158402A (en) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | Moving blade for turbomachinery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07158402A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003104615A1 (en) * | 2002-06-10 | 2003-12-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Workpiece with erosion-reducing surface structure |
| JP2009185814A (en) * | 2008-02-04 | 2009-08-20 | General Electric Co <Ge> | Steam turbine bucket having erosion durability |
| JP2014173582A (en) * | 2013-03-13 | 2014-09-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method for making steam turbine blade |
| JP2015525854A (en) * | 2012-08-07 | 2015-09-07 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Last stage turbine blade including multiple leading edge recesses, and corresponding rotor assembly and steam turbine |
-
1993
- 1993-12-10 JP JP31027793A patent/JPH07158402A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10107113B2 (en) | 2013-03-13 | 2018-10-23 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Steam turbine vane manufacturing method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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